remoÇÃo de turbidez em esgoto domÉstico...
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DIRETORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO ESPECIALIZAÇÃO EM GESTÃO AMBIENTAL EM MUNICÍPIOS
ANDRÉ HOFFMANN PINTO
REMOÇÃO DE TURBIDEZ EM ESGOTO DOMÉSTICO UTILIZANDO
COAGULANTE ORGÂNICO.
MONOGRAFIA DE ESPECIALIZAÇÃO
MEDIANEIRA
2013
ANDRÉ HOFFMANN PINTO
TRATAMENTO DE TURBIDEZ EM EFLUENTE UTLILIZANDO COAGULANTE ORGÂNICO
Monografia apresentada como requisito parcial à obtenção do título de Especialista na Pós Graduação em Gestão Ambiental em Municípios – Pólo UAB do Município de Foz do Iguaçu – Pr, Modalidade de Ensino a Distância, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR – Câmpus Medianeira. Orientador(a): Prof. Me. Fábio Orssatto.
MEDIANEIRA
2013
Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Especialização em Gestão Ambiental em Municípios
TERMO DE APROVAÇÃO
TRATAMENTO DE TURBIDEZ EM EFLUENTE UTLILIZANDO COAGULANTE
ORGÂNICO
Por André Hoffmann Pinto
Esta monografia foi apresentada às 14h30min do dia 03 de abril de 2014 como
requisito parcial para a obtenção do título de Especialista no Curso de
Especialização em Gestão Ambiental em Municípios – Pólo de foz do Iguaçu,
Modalidade de Ensino a Distância, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná,
Câmpus Medianeira. O candidato foi arguido pela Banca Examinadora composta
pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora
considerou o trabalho APROVADO.
______________________________________
Prof. Me.Fábio Orssato UTFPR – Câmpus Medianeira (orientador)
____________________________________
Profª Drª. Eliane Gomes UTFPR – Câmpus Medianeira
_________________________________________
Profa Drª Fabiana Costa de Araujo Chütz UTFPR – Câmpus Medianeira
- O Termo de Aprovação assinado encontra-se na Coordenação do Curso-.
Dedico a minha família, esposa e filhas as
quais privei de momentos de lazer para a
o desenvolver desse trabalho.
AGRADECIMENTOS
Há Deus pelo dom da vida, pela fé e perseverança para vencer os
obstáculos.
Aos meus pais, pela orientação, dedicação e incentivo nessa fase do curso de
pós-graduação e durante toda minha vida.
Há minha esposa Maritssani e filhas, Karoline, Karine, Adryelly e Dalila, as
quais tiveram muita paciência e compreensão comigo, pois tive que privá-las de
atenção e momentos de lazer devido às horas de dedicação para concluir esse
trabalho.
Ao meu orientador e amigo professor Me. Fábio Orssatto pelas orientações ao
longo do desenvolvimento da pesquisa.
Agradeço aos professores do curso de Especialização em Gestão Ambiental
em Municípios, professores da UTFPR, Câmpus Medianeira.
Agradeço aos tutores presenciais e a distância que nos auxiliaram no decorrer
da pós-graduação.
Enfim, sou grato a todos que contribuíram de forma direta ou indireta para
realização desta monografia.
“Cada dia a natureza produz o suficiente para
nossa carência. Se cada um tomasse o que lhe
fosse necessário, não havia pobreza no mundo
e ninguém morreria de fome.” (MAHATMA
GANDHI).
RESUMO
PINTO, A. H. Remoção de turbidez em esgoto doméstico utilizando coagulante orgânico 2013. 27 folhas. Monografia (Especialização em Gestão Ambiental em Municípios). Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2013. O presente trabalho teve como objetivo estudar o tratamento de turbidez em efluente proveniente de esgoto doméstico pelo uso de coagulante orgânico a fim de diminuir os níveis de contaminantes que serão lançados no corpo receptor reduzindo o impacto ambiental e aumentando a qualidade de vida da população de Medianeira, PR, Brasil. Para tanto, foram realizados vários ensaios de jar-test utilizando efluente de esgoto doméstico em escala de laboratório. Foram testadas diferentes dosagens do coagulante orgânico utilizando efluente proveniente de uma estação de tratamento de esgoto domiciliar. Em seguida, foram estudados os efeitos do coagulante orgânico em relação ao parâmetro turbidez, os resultados encontrados mostraram que o coagulante orgânico foi eficiente, com índices de remoção estatísticos em torno de 76% em média e com 5% de significância e que, para essa remoção, alcançou um percentual de 0,8% de coagulante do volume total. Palavras-chave: Coagulação. Jar test. Tratamento.
ABSTRACT
PINTO, A. H. Turbidity removal in domestic wastewater using organic coagulant. 2013. 27 folhas. Monografia (Especialização em Gestão Ambiental em Municípios). Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2013. The present work aims to study the treatment of effluent turbidity in domestic wastewater by using organic coagulant to reduce the levels of contaminants that will be launched in the receiving body reducing environmental impact and increasing the quality of life of population of Medianeira, PR, Brazil. To this end, several test-jar test using domestic sewage effluent on a laboratory scale were performed. Different organic coagulant dosages were tested using effluent from a treatment plant for sewage treatment. Then, the organic coagulant effects in relation to the turbidity were studied parameter, the results showed that the organic coagulant was efficient removal statistical indexes with around 76% on average and 5% significance and that, for this removal, one percentage reached 0.8% of the total volume of a coagulant. Keywords: Coagulation. Jar test. Treatment.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Resultados dos testes laboratoriais, repetições / tratamento, quantidade de
coagulante aplicado....................................................................................................20
Tabela 2: Resultados de eficiência de remoção de turbidez do coagulante
orgânico......................................................................................................................21
Tabela 3: Estatística Descritiva das Amostras do Experimento.................................21
Tabela 4. Análise de variância - ANOVA do conjunto de dados...............................23
Tabela 5. Resultados do teste de Tukey para a variável resposta.............................24
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 11
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................. 12
2.1 CONCEITO DE ESGOTO .................................................................................... 12
2.2 CARACTERÍSTICAS DO ESGOTO ..................................................................... 12
2.2.1 Características Físicas ..................................................................................... 13
2.2.2 Características Químicas ................................................................................. 14
2.2.3 Características Biológicas ................................................................................ 14
2.3 IMPACTOS CAUSADOS PELO LANÇAMENTO DO EFLUENTE........................ 15
2.3.1 Tratamento de Esgoto por Coagulação ............................................................ 16
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ............................................................... 16
3.1 LOCAL DA PESQUISA ........................................................................................ 17
3.2 ENSAIO DE JAR TEST ........................................................................................ 17
3.3 TIPO DE PESQUISA ........................................................................................... 18
3.4 ANÁLISE DOS DADOS ....................................................................................... 18
3.4.1 Delineamento Experimental ............................................................................. 18
3.4.2 Conceito da Análise de Variância (ANOVA) ..................................................... 19
3.4.3 Teste de Comparação de Médias..................................................................... 19
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 20
4.1 EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO ............................................................................... 20
4.2 ANÁLISE DE ESTATÍSTICA DESCRITIVA .......................................................... 21
4.3 ANÁLISE DE VARIÂNCIA ................................................................................... 22
4.4 TESTE DE TUKEY............................................................................................... 23
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 24
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 26
11
1 INTRODUÇÃO
Segundo a ABNT, NBR 9648 (1986), “esgoto sanitário é o despejo líquido
constituído de esgoto doméstico e industrial, água de infiltração e a contribuição
parasitária”. Ainda segundo a mesma norma, esgoto doméstico é o despejo líquido
resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas; esgoto
industrial é o despejo líquido resultante dos processos industriais, respeitados os
padrões de lançamento estabelecidos; água de infiltração é toda água proveniente
do subsolo, indesejável ao sistema separador e que penetra nas canalizações;
contribuição pluvial parasitária é a parcela do deflúvio superficial inevitavelmente
absorvida pela rede de esgoto sanitário.
Quando os esgotos não são coletados em redes ou adequadamente
tratados nas estações de tratamento de efluentes (ETEs), ficando expostos ou
lançados em estado bruto nos cursos d´água, podem gerar uma série de problemas,
entre os quais: O estético que consiste na aparência desagradável do esgoto bruto
correndo a céu aberto pelas ruas, servindo de criadouro de mosquitos, fonte de
doenças e atrapalhando o trânsito das pessoas, doenças, estas são o que de pior os
esgotos sem tratamento podem apresentar e, entre elas, pode-se citar: Disenterias,
leptospirose, dengue, varíola, amebíase, bouba, tétano, difteria, ascaridíase e
outras, os odores que acontecem quando o esgoto doméstico fica retido por algum
tempo, gerando odores desagradáveis, por conta de gases como o sulfídrico e
outros (UFRRJ).
O tratamento dos esgotos domésticos tem como objetivo, principalmente:
remover o material sólido; reduzir a demanda bioquímica de oxigênio; exterminar
micro-organismos patogênicos; reduzir as substâncias químicas indesejáveis. As
diversas unidades da estação convencional podem ser agrupadas em função das
eficiências dos tratamentos que proporciona.
Esse trabalho teve como objetivo estudar o tratamento de turbidez em
efluente proveniente de esgoto doméstico pelo uso de coagulante orgânico a fim de
diminuir os níveis de contaminantes que serão lançados no corpo receptor reduzindo
o impacto ambiental melhorando a qualidade de vida da população ainda fornecer
dados para que comprovem a eficiência do coagulante orgânico na remoção de
turbidez.
12
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Sustentabilidade é um termo usado para definir ações e atividades humanas
que visam suprir as necessidades atuais dos seres humanos, sem comprometer o
futuro das próximas gerações, ou seja, o equilíbrio sustentável está diretamente
relacionado ao desenvolvimento socioeconômico sem agredir o meio ambiente,
usando os recursos naturais de forma inteligente para que eles se mantenham no
futuro. Seguindo estes parâmetros, a humanidade pode garantir o desenvolvimento
sustentável.
Segundo Sperling (1996, v.1, p.170) “Tratamento preliminar objetiva apenas
a remoção dos sólidos grosseiros, enquanto o tratamento primário visa à remoção
dos sólidos sedimentáveis e parte da matéria orgânica. Em ambos predominam os
mecanismos físicos de remoção de poluentes. Já no tratamento secundário, no qual
predominam mecanismos biológicos, o objetivo é principalmente a remoção de
matéria orgânica e eventualmente nutrientes como nitrogênio e fósforo. O tratamento
terciário objetiva a remoção de poluentes específicos (usualmente tóxicos ou
compostos não biodegradáveis) ou ainda, a remoção complementar de poluentes
não suficientemente removidos no tratamento secundário. O tratamento terciário é
bastante raro no Brasil.”
2.1 CONCEITO DE ESGOTO
O esgoto doméstico é aquele que provem principalmente de residências,
estabelecimentos comerciais, instituições ou quaisquer edificações que dispõe de
instalações de banheiros, lavanderias e cozinhas. Compõem-se essencialmente da
água de banho, excretas, papel higiênico, restos de comida, sabão, detergentes e
águas de lavagem. De acordo com Jordão e Pessoa (1995), “a palavra esgoto
costumava ser usada para definir tanto a tubulação condutora das águas servidas de
uma comunidade, como também o próprio líquido que flui por estas canalizações”.
2.2 CARACTERÍSTICAS DO ESGOTO
Segundo Jordão e Pessoa (1995), os esgotos costumam ser classificados
em dois grupos principais: os esgotos sanitários e os industriais. Os primeiros são
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constituídos essencialmente de despejos domésticos, uma parcela de águas
pluviais, água de infiltração, e eventualmente uma parcela não significativa de
despejos industriais, tendo características bem definidas.
2.2.1 Características Físicas
As principais características físicas ligadas aos esgotos domésticos são:
matéria sólida, temperatura, odor, cor e turbidez e variação de vazão.
a) matéria sólida: Os esgotos domésticos contêm aproximadamente 99,9%
de água, e apenas 0,1% de sólidos. È devido a esse percentual de 0,1% de sólidos
que ocorrem os problemas de poluição das águas, trazendo a necessidade de se
tratar os esgotos;
b) temperatura: a temperatura do esgoto é, em geral, pouco superior ás das
águas de abastecimento. A velocidade de decomposição do esgoto é proporcional
ao aumento da temperatura;
c) odor: os odores característicos do esgoto são causados pelos gases
formados no processo de decomposição, assim o odor de mofo, típico do esgoto
fresco é razoavelmente suportável e o odor de ovo podre, insuportável, é típico do
esgoto velho ou séptico, em virtude da presença de gás sulfídrico;
d) cor e turbidez: a cor e turbidez indicam de imediato o estado de
decomposição do esgoto. A tonalidade acinzentada acompanhada de alguma
turbidez é típica do esgoto fresco e a cor preta é típica do esgoto velho; (FUNASA).
Os esgotos domésticos e diversos efluentes industriais também provocam
elevações na turbidez das águas. Alta turbidez reduz a fotossíntese de vegetação
enraizada submersa e algas. Esse desenvolvimento reduzido de plantas pode, por
sua vez, suprimir a produtividade de peixes. Logo, a turbidez pode influenciar nas
comunidades biológicas aquáticas (CETESB, 2013).
e) variação de vazão: A variação de vazão do efluente de um sistema de
esgoto doméstico é em função dos costumes dos habitantes. A vazão doméstica do
esgoto é calculada em função do consumo médio diário de água de um individuo.
Estima-se que para cada 100 litros de água consumida, são lançados
aproximadamente 80 litros de esgoto na rede coletora, ou seja, 80%. (JORDÃO e
PESSOA, 1995).
14
2.2.2 Características Químicas
As principais características químicas dos esgotos domésticos são: matéria
orgânica e matéria inorgânica.
a) matéria orgânica: cerca de 70% dos sólidos no esgoto são de origem
orgânica, geralmente esses compostos orgânicos são uma combinação de carbono,
hidrogênio e oxigênio, e algumas vezes com nitrogênio.
Os grupos de substâncias orgânicas nos esgotos são constituídos por
compostos de proteínas (40% a 60%), carboidratos (25% a 50%), gorduras e Óleos
(10%) e ureia, sulfatos, fenóis, etc.
As proteínas: são produtoras de nitrogênio e contém carbono, hidrogênio,
oxigênio, algumas vezes fósforos, enxofre e ferro. As proteínas são o principal
constituinte de organismo animal, mas ocorrem também em plantas. O gás sulfídrico
presente nos esgotos é proveniente do enxofre fornecido pelas proteínas;
Os Carboidratos: contém carbono, hidrogênio e oxigênio. São as principais
substâncias a serem destruídas pelas bactérias, com a produção de ácidos
orgânicos, (por esta razão os esgotos velhos apresentam maior acidez);
Gordura: È o mesmo que matéria graxa e Óleos provem geralmente do
esgoto domestico graças ao uso de manteiga, Óleos vegetais, da carne, etc.
Os sulfatos; são constituídos por moléculas orgânicas com a propriedade de
formar espuma no corpo receptor ou na estação de tratamento de esgoto;
Os Fenóis: são compostos orgânicos originados em despejos industriais.
b) matéria inorgânica: Nos esgotos È formada principalmente pela presença
de areia e de substâncias minerais dissolvidas. (JORDÃO; PESSOA, 1995).
2.2.3 Características Biológicas
As principais características biológicas do esgoto doméstico são: micro-
organismos de águas residuais e indicadores de poluição.
a) micro-organismos de águas residuais:
Os principais organismos encontrados nos esgotos são: as bactérias, os
fungos, os protozoários, os vírus e as algas.
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Deste grupo as bactérias são as mais importantes, pois são responsáveis
pela decomposição e estabilização da matéria orgânica, tanto na natureza como nas
estações de tratamento.
b) indicadores de poluição:
Há vários organismos cuja presença num corpo d’água indica uma forma
qualquer de poluição. Para indicar, no entanto a poluição de origem humana usa-se
adotar os organismos do grupo coliforme como indicadores. (JORDÃO; PESSOA,
1995)
As bactérias coliformes são típicas do intestino do homem e de outros
animais de sangue quente (mamíferos) e por estarem presentes nas fezes humanas
(100 a 400 bilhões de coliformes/hab.dia) e de simples determinação, são adotadas
como referência para indicar e medir a grandeza da poluição. Seria por demais
trabalhoso e antieconômico se realizar análises para determinar a presença de
patogênicos no esgoto; ao invés disto se determina a presença de coliformes e, por
segurança, se age como se os patogênicos também estivessem presente.
(JORDÃO; PESSOA, 1995).
2.3 IMPACTOS CAUSADOS PELO LANÇAMENTO DO EFLUENTE
Segundo Sperling, (1996, p 141). “Um dos mais importantes aspectos de
poluição das águas é aquele relacionado com o fator higiênico, associado ás
doenças de veiculação hídrica”....
Ainda, “Um corpo d’água receptor do lançamento de esgotos pode
incorporar a si toda uma ampla gama de agentes transmissores de doenças. Este
fato não gera um impacto á biota do corpo d’água em si, mas afeta alguns dos usos
preponderantes a ele destinados, tais como abastecimento de água potável e
balneabilidade”.
O lançamento indiscriminado dos esgotos nos corpos d’água, sem
tratamento, pode causar vários inconvenientes, que se apresentam com maior ou
menor importância, de acordo com o s efeitos adversos que podem causar aos usos
benéficos das águas. Assim a poluição causada aos corpos d’águas pelo
lançamento de esgotos sem tratamento, ou apenas parcialmente tratados, é função
das alterações da qualidade ocasionadas no corpo receptor, e das implicações
relativas ás limitações aos usos da água. (JORDÃO; PESSOA, 1995, p.7).
16
2.3.1 Tratamento de Esgoto por Coagulação
O sulfato de alumínio destaca-se como o coagulante mais utilizado no Brasil
no tratamento de água de abastecimento público, em razão da alta eficiência na
remoço de sólidos em suspensão e pelo relativamente baixo custo de sua aquisição.
No entanto, seu uso pode tronar-se inviável, em termos econômicos, para a
utilização no tratamento de águas de áreas mais afastadas, em decorrência ao alto
custo nos transportes. Outro problema relacionado ao uso do sulfato de alumínio é o
lodo gerado no tratamento de água para uso potável. Após o sal ser solubilizado, o
cátion Al³+ será adsorvido no material sólido em suspensão, proporcionando em
razão de um fenômeno físico-químico, a formação de flocos que se sedimentaram
no tanque, proporcionando a clarificação da água em tratamento. O material
sedimentado é, por esta razão, muito rico em alumínio, o que dificulta a disposição
final deste material no meio ambiente ( ABES - Associação Brasileira de Engenharia
Sanitária e Ambiental).
De acordo com Martyn et al (1989) citado por Lo Monaco et al
(2010,v.5,n.3), elevadas concentrações de alumínio do meio podem ocasionar
problemas á saúde humana, inclusive acelerando o processo degenerativo do mal
de Alzheimer.
Além disso, a utilização de sais de alumínio proporciona consumo de
alcalinidade da água em tratamento, acarretando custos adicionais com produtos
químicos utilizados na correção de seu pH (SILVA et al,2007).
A utilização de coagulantes naturais, de baixo custo financeiro, pode
proporcionar atenuações nos problemas ligados ao consumo da água não potável e
despejos de águas residuárias, sem tratamento, em corpos hídricos receptores.
Além disso, de acordo com Matos (2004) citado por Lo Monaco et al (2010,v.5,n.3),
os coagulantes/ floculantes naturais têm demonstrados vantagens em relação aos
químicos, especificamente em relação á biodegradabilidade, baixa toxicidade e
baixo índice de produção de lodos residuais.
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
O coagulante adicionado à água produz flóculos, no entanto é necessário
aumentar seu volume, seu peso e, sobretudo sua coesão. O espessamento do
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flóculo é auxiliado por meio de uma difusão rápida e completa de coagulante, no
momento da sua aplicação (agitação enérgica, porém de curta duração), seguida por
uma agitação homogênea e lenta do conjunto com o fim de aumentar as
possibilidades para que as partículas coloidais neutras se encontrem com as
partículas do flóculo. O coagulante experimentado é um coagulante orgânico, porém
sua composição é guardada por segurança industrial assim não sabendo sua real
composição. O parâmetro analisado foi o de turbidez.
3.1 LOCAL DA PESQUISA
A pesquisa foi realizada na cidade de Medianeira situada a oeste do estado
do Paraná, Brasil nos laboratórios da universidade tecnológica federal do Paraná -
UTFPR.
3.2 ENSAIO DE JAR TEST
Para determinar a eficiência do tratamento, analisou-se o efluente “IN-
NATURA” e o efluente tratado. Foram coletas amostras em uma ETE do município
do em questão. O parâmetro analisado foi turbidez das amostras. Para analisar as
amostras coletadas tanto de efluente bruto quanto as tratadas com as diversas
dosagens de coagulante, utilizou-se o turbidímetro portátil modelo AP2000, marca
policontrol.
Foi adicionado 1/2 litro da amostra de efluente com o auxílio de uma proveta,
a cada um dos 4 copos béquer de 2 L. Juntou-se a cada amostra simultaneamente
dosagens iguais de coagulante orgânico, que foram analisadas. As amostras ficaram
sob agitação durante 5 minutos a 200 rpm para coagulação, e em seguida baixou -
se a velocidade para 50 rpm por mais 5 minutos para floculação. Desligaram-se os
agitadores após 10 minutos de agitação e deixou-se decantar por 5 minutos. Foram
repetidas estes testes por quatro vezes com dosagens de 3 mL , 4 mL, 5 mL e 6mL
de coagulante, cada dosagem foi feita em 4 béqueres simultâneos para ter valores
de referências para as analises estatísticas.
A figura 1 representa uma das análises feitas em laboratório com o jar test.
18
Figura 1. Procedimento de jar test com dosagem de coagulante orgânico em efluente.
3.3 TIPO DE PESQUISA
Segundo Gil (2010, p.26) citado por (BORTOLI, 2012), “uma das maneiras
mais tradicionais de classificação das pesquisas é a que estabelece duas grandes
categorias, denominadas de pesquisa básica e pesquisa aplicada”.
Esta pesquisa se em quadra na classificação de pesquisa aplicada, pois visa
abranger estudos elaborados com a finalidade de resolver problemas identificados
no âmbito das sociedades em que os pesquisadores vivem. Ou seja, objetiva gerar
conhecimentos para aplicação prática dirigida à solução de problemas específicos.
3.4 ANÁLISE DOS DADOS
3.4.1 Delineamento Experimental
Delineamento experimental é o componente da estatística experimental que
trata do planejamento amostral e da estrutura dos experimentos, além da definição
do procedimento das ações para a execução deste experimento.
De acordo com Kronka (2012), é o plano utilizado para realizar o
experimento. Esse plano implica na maneira como os diferentes tratamentos
deverão ser distribuídos nas parcelas experimentais e como serão analisados os
dados a serem obtidos.
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Para Parnosso e Malleiros (2013), o delineamento experimental ou desenho
experimental, de uma forma bastante simples, é a forma em que os tratamentos
(níveis de um fator ou combinações de níveis de fatores) são atribuídos às unidades
experimentais. Neste trabalho o delineamento experimental utilizado foi o
experimento inteiramente casualisado (DIC).
3.4.2 Conceito da Análise de Variância (ANOVA)
A análise de variância – ANOVA, é um teste estatístico amplamente
difundido entre pesquisadores e visa, fundamentalmente, verificar se existe uma
diferença significativa entre as médias dos tratamentos e se estes fatores exercem
influência em alguma variável dependente. A expressão “diferença significativa” deve
ser entendida como uma diferença que expressa com clareza, ou seja, que contém
expressiva revelação (MUCELIN, 2006).
Segundo Mucelin (2006, p. 145), “A principal aplicação da ANOVA é a
comparação de médias oriundas de grupos diferentes, também chamados
tratamentos...”. Neste trabalho usou-se a análise de variância com nível de 5% de
significância.
3.4.3 Teste de Comparação de Médias
Após a análise de variância, que permite ao pesquisador concluir se existe
ou não diferença significativa entre as médias dos tratamentos de um experimento
em estudo, o mesmo poderá fazer uso de testes de comparação de médias que
indicarão ou confirmarão a diferença ou igualdade de médias entre tais tratamentos.
Os testes de comparação de médias têm por objetivo verificar se as
diferenças entre as médias dos tratamentos em estudo possuem diferença
significativa a determinado nível de significância. A lógica dos testes de comparação
de médias consiste em estabelecer a diferença absoluta entre médias e compará-la
com um valor determinado por um método especifico adotado, comumente
determinado diferença mínima significante – dms. Como decisão, toda vez que o
valor absoluto da diferença entre duas médias seja maior ou igual à diferença
mínima significante, significa que as médias são consideradas estatisticamente
diferentes ao nível de significância adotado (MUCELIN, 2006).
20
Segundo Mucelin (2006, p 181), “Não existe consenso entre os
pesquisadores e estudiosos sobre qual o melhor teste de comparação de médias.
Entretanto, determinados testes como o teste de comparação de médias de Tukey
ou teste de Fisher são comumente usados em pesquisas, por estarem disponíveis
nos pacotes estatísticos computacionais”. Foram realizadas as análises estatísticas
de mínimo e máximo, media, mediana, desvio padrão e coeficiente de variação. O
teste utilizado neste trabalho foi o de Tukey com 5% de significância. Para analisar
esses dados foi utlizado o Software Livre R de aplicação estatística.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Através dos testes realizados em laboratório obtiveram-se os seguintes
resultados das leituras do turbidimetro, tendo com referência o esgoto IN NATURA
contendo 777 unidades nefolométrica de turbidez (UNT), conforme a Tabela1.
Tabela 1. Resultados dos testes laboratoriais, repetições / tratamento, quantidade de coagulante aplicado.
Repetições /
tratamentos Jar test 1 Jar test 2 Jar test 3 Jar test 4
3 mL 235 UNT 241 UNT 193 UNT 190 UNT
4 mL 174 UNT 188 UNT 205 UNT 198 UNT
5 mL 171 UNT 146 UNT 167 UNT 176 UNT
6 mL 186 UNT 167 UNT 169 UNT 174 UNT
4.1 EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO
Comparando com o esgoto bruto que possui 777 UNT, as análises tiveram
os seguintes resultados quanto à eficiência do coagulante, conforme Tabela 2.
21
Tabela 2. Resultados de eficiência de remoção de turbidez do coagulante orgânico.
Observando-se a tabela 2 verifica-se que as dosagens apresentaram valores
diferentes de eficiência de remoção de turbidez com um valor mínimo de remoção
encontrado no jar test 1 com 3 mL de coagulante e o Maximo no jar test 2 com 5 mL
de coagulante, no restante ocorreram valores muito aproximados no percentual de
remoção e com a maior dosagem em questão as variáveis de remoção mantiveram
um valor aproximado não diferente das demais dosagens.
4.2 ANÁLISE DE ESTATÍSTICA DESCRITIVA
Em análise de estatística descritiva, para as amostras, obtiveram-se os seguintes
resultados conforme a Tabela 3. Tabela 3. Estatística Descritiva das Amostras do Experimento.
Mínimo
Maximo
1°quartil
3° quartil
Media
Medina
DP*
CV**
69,00 81,20 75,00 78,06 76,03 76,70 3,1879 4,1932
*D.P.: Desvio Padrão; **C.V.: Coeficiente de Variação (%)
A mínima remoção encontrada foi de 69,00 com 3mL de coagulante.
A máxima remoção encontrada foi de 81,20 com 5mL de coagulante para a
segunda repetição de teste.
A média amostral calculada para eficiência de remoção foi de 76,03.
O 1º Quartil é de 75,00, o que corresponde que 25% dos valores de
remoção encontram-se abaixo desse valor e o 3º Quartil é igual a 78,06, ou seja,
25% dos valores são maiores que este.
Jar test 1
Jar test 2
Jar test 3
Jar test 4
3 mL 69,75% 69,00% 75,16% 75,54%
4 mL 77,60% 75,80% 73,61% 74,51%
5 mL 78,00% 81,20% 78,50% 77,35%
6 mL 76,06% 78,50% 78,24% 77,60%
22
A mediana foi de 76,03 indicando que 50% da eficiência de remoção está
acima desse valor e a outra metade abaixo.
O desvio padrão amostral calculado para a amostra é de 3,1879.
O coeficiente de variação calculado para a amostra é 4,1932%.
A Figura 2 apresenta o gráfico Bloxplot para as quatro variáveis em estudo.
Figura 2. Gráfico Bloxplot para os tratamentos em relação à variável remoção.
Observa-se através dos gráficos que as dosagens apresentam remoções diferentes
entre si e que a dosagem de 5 mL foi a que demonstrou maior remoção.
Também se pode observar que, analisando individualmente cada gráfico, as
variedades não apresentam pontos discrepantes em seus conjuntos de dados.
4.3 ANÁLISE DE VARIÂNCIA
Para a análise de variância formulou-se as seguintes hipóteses:
- H0: As eficiências de remoção das diferentes dosagens de coagulante são
iguais entre si;
- H1: As eficiências de remoção das diferentes dosagens de coagulante não
são iguais entre si;
A Tabela 4 apresenta a ANOVA do conjunto de dados.
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Tabela 4. Análise de variância - ANOVA do conjunto de dados.
Fonte de
variação
Graus de
liberdade
Soma dos
quadrados
Quadrado
médio
F calculado P valor
Variedade 2 95,218 31,739 6,6555 0,006755
residuo 12 57,227 4,769
Total 15 152,445
Através da ANOVA, observa-se que o grau de liberdade total para os
resíduos é maior que 10, garantido que o número de repetições para cada
tratamento utilizado no experimento é adequando.
Comparando o valor F calculado (6,6555) com o F tabelado (3,89) rejeita-se,
com 5% de significância, a hipótese nula (H0), ou seja, conclui-se que ao menos
uma das dosagens de coagulante exerce influência sobre eficiência média de
remoção.
O P valor corrobora com a conclusão obtida com o valor de F, pois se
encontra abaixo de 0,05 (0,006755< 0,05) indicando que a 5% de significância ao
menos um dos tratamentos é diferente em média.
4.4 TESTE DE TUKEY
De acordo com Oliveira (2008), o teste de Tukey, baseado na amplitude total
estudentizada (“studentized range”, em inglês) pode ser utilizado para comparar todo
e qualquer contraste entre duas médias de tratamentos. O teste é exato e de uso
muito simples quando o número de repetições é o mesmo para todos os
tratamentos.
No caso de serem diferentes os números de repetições o teste de Tukey pode
ainda ser usado, mas então é apenas aproximado (PIMENTEL GOMES, 2000).
A Tabela 5 traz o resultado do teste de comparação de médias de Tukey
com 5% de probabilidade para a variável resposta eficiência de remoção.
24
Tabela 5. Resultados do teste de Tukey para a variável resposta.
Tratamento Médias Comparações
3 mL 72,36 b
4 mL 75,38 ab
5 mL 78,76 a
6 mL 77,06 a
Pode-se observar na Tabela 5 que a quantidade de 5 mL de coagulante
apresenta a maior eficiência de remoção média e igual estatisticamente, com 5% de
significância, dos tratamentos com 6 mL e 4 mL e diferente do tratamento com 3 mL.
Os tratamentos com 4 mL e 3 mL apresentaram média de eficiência de
remoção estatisticamente similares entre si mas o tratamento com 3 mL difere dos
tratamento com 5 mL e 6 mL. Essas informações são representas graficamente na
Figura 3.
Figura 3. Teste Tukey de comparação de médias para a variável resposta eficiência de remoção.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Levando em conta o tema sustentabilidade conclui-se que o coagulante
orgânico propõe uma solução ambientalmente correta, pois se trata de um produto
biodegradável, sem toxicidade para o meio.
Sobre os resultados encontrados em relação à remoção do parâmetro
turbidez, o coagulante orgânico mostrou-se eficiente com índices de remoção
estatísticos em torno de 76% em média e com 5% de significância o que nos mostra
25
que, economicamente, a dosagem recomendada é de 4 ml do coagulante para um
total de 500ml a ser tratado, mesmo com a dosagem de 5ml ser a que mais
removeu, pois estas não diferem-se entre si, para essa situação podemos concluir
que para tratar o parâmetro turbidez em um volume de esgoto doméstico é
necessário 0,8% desse volume de entrada de coagulante orgânico para alcançar
76% em média de remoção de turbidez.
26
REFERÊNCIAS
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27
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